Мозг в чипе: нейроморфные технологии в России и мире
Зачем нам огромные ЦОДы с малыми ядерными реакторами для питания, на которых запускаются удалённо модельки с сотнями миллиардов параметров — если есть мозг? Мозг человека маленький, энергоёмкий, помещается в голове и практически идеально справляется с любыми задачами, от распознавания объектов и запахов до генерации связного текста или решения сложных уравнений. Почему бы просто его не скопировать?
«Скопировать» мозг как раз призваны нейроморфные технологии. Они могут привести нас к энергоэффективному и автономному будущему — если получится преодолеть огромные сложности по разработке платформ и алгоритмов.
Вместо привычной для архитектуры фон Неймана схемы «память — процессор» нейроморфные системы соединяют вычислительные элементы и память в единую сеть, как нейроны и синапсы в мозге. Запоминание в спайковых (импульсных) нейроных сетях происходит через параллельную активацию определённых нейронов, и данные не записываются куда-то в хранилище, а сохраняются «во времени» через цепочку последовательных активаций.
Такие системы идеально подойдут для автономных устройств, потому что вычисления будут происходить локально, энергоэффективно и без задержек. Уже сейчас они используются для определения запахов, создания искусственной кожи с тактильными сенсорами и определения объектов на видео. Правда, есть нюансы — для их запуска нужно создавать новое железо и алгоритмы, обучать разработчиков, а это всё требует огромных вложений. Да и алгоритмов, которые в полной мере раскроют возможности таких систем, на сегодняшний день нет.
Но зато есть понимание, насколько много заработает компания, которая первой сможет сделать рабочий нейроморфный чип и предложит варианты его внедрения в производство. Свои разработки есть как у крупных компаний — IBM (чип NorthPole) и Intel (Loihi) — так и у более маленьких. Ещё в 2021 году на рынке появился первый коммерческий нейроморфный чип Akida от компании BrainChip. Правда, данных о количестве продаж нет, а годовая чистая прибыль компании остаётся отрицательной с 2019 года.
Россия пока отстаёт за зарубежных конкурентов, но ведёт разработку своих нейроморфных чипов. В 2020 году компания Мотив НТ вместе с Лабораторией Касперского выпустила чип Алтай, через 2 года — создали программно-аппаратную платформу KNP (Kaspersky Neuromorphic Platform) для разработки и исследования импульсных нейронных сетей. Код платформы выложили в открытый доступ на Гитхаб. А в октябре 2024 года учёные из Университета ИТМО, СПбГУ и Тунцзи разработали нейроморфный вычислительный элемент на базе кристалла.
Сейчас на фоне недостатка данных, роста нагрузок на ЦОДы и крупные инвестиции ведущих ИИ-компаний в разработку агентов и роботов интерес к нейроморфным системам растёт. И важно, что подобные разработки есть у очень небольшого числа «игроков» — США, Китая, России и ЕС. Поэтому Россия вполне может получить преимущество (хотя бы региональное) на рынке нейроморфных технологий, если получится преодолеть текущие ограничения.